馬俁昕
摘要:隨著城市的發(fā)展,城市供水需求不斷增加,這也促進(jìn)了自來水廠的自動(dòng)化水平和自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用。自來水廠采用自動(dòng)控制裝置,不僅可以節(jié)能降耗,而且可以有效地控制和提高制供水過程中的供水效率,從而提高供水質(zhì)量,滿足人們生活和工作的需要。
關(guān)鍵詞:自動(dòng)控制系統(tǒng);自來水廠;應(yīng)用分析研究
如今,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,自來水廠也應(yīng)該向著制度化、規(guī)范化、科學(xué)化的方向不斷發(fā)展。而在自來水廠的生產(chǎn)過程當(dāng)中,供水是十分重要的一項(xiàng)內(nèi)容,通過應(yīng)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以有效地對(duì)供水過程進(jìn)行控制和現(xiàn)代化的管理,從而提升供水質(zhì)量和生產(chǎn)效率,并提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此在自來水廠供水工藝當(dāng)中,應(yīng)該充分的應(yīng)用自動(dòng)化控制系統(tǒng),并做好相關(guān)的設(shè)計(jì)和研究,使該系統(tǒng)可以在自來水廠的生產(chǎn)過程當(dāng)中發(fā)揮出更大的作用。
1水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)
目前,水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)主要有開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種控制方式。開環(huán)控制又稱順序控制,由數(shù)據(jù)采集裝置和執(zhí)行元件組成,主要應(yīng)用于化工生產(chǎn)和機(jī)械制造中。閉環(huán)控制系統(tǒng)又稱反饋控制系統(tǒng),將控制輸出與期望值進(jìn)行比較,得到偏差,從而進(jìn)一步修改控制輸出,使其達(dá)到設(shè)定值。從給定信號(hào)的角度看,自動(dòng)控制系統(tǒng)由工業(yè)控制系統(tǒng)、伺服控制系統(tǒng)和定值控制系統(tǒng)組成。隨著自動(dòng)化的發(fā)展,控制水平和應(yīng)用范圍越來越廣泛。水廠擔(dān)負(fù)著向城市供水的任務(wù)。隨著對(duì)自來水水質(zhì)要求的不斷提高和供水穩(wěn)定性的不斷提高,許多水廠對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行了調(diào)整和改造,采用先進(jìn)的水質(zhì)深度處理技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)供水控制和供水壓力的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。水廠的控制環(huán)節(jié)包括取水、制水及加藥、混凝處理、沉淀及供水等。水廠采用PLC為控制核心,采用多級(jí)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)水廠處理過程的節(jié)能控制,具有穩(wěn)定的供電系統(tǒng)和模擬量輸入輸出模塊,建立了完整的多級(jí)DCS控制系統(tǒng)。上位機(jī)采用觸摸屏,人機(jī)交互性能好。員工可根據(jù)生產(chǎn)公式輸入操作參數(shù)。控制系統(tǒng)可根據(jù)生產(chǎn)要求進(jìn)行控制。對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控,及時(shí)上傳運(yùn)行信息,并對(duì)故障進(jìn)行報(bào)警。
2自動(dòng)化控制系統(tǒng)組成
自來水池自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由自動(dòng)控制設(shè)備和系統(tǒng)終端組成。自動(dòng)控制設(shè)備主要采用自來水生產(chǎn)工藝,通過進(jìn)水、制備、混凝、沉淀過濾、供水等過程實(shí)現(xiàn)污水的轉(zhuǎn)化和自來水的供應(yīng)。與傳統(tǒng)的手動(dòng)控制方式不同,自動(dòng)化設(shè)備具有高度自動(dòng)化、智能化的特點(diǎn),可以根據(jù)污水處理能力調(diào)整設(shè)備的能源狀況,從而達(dá)到水廠節(jié)能降耗的目的,同時(shí),自動(dòng)化設(shè)備能使污水處理過程更加徹底,為人們提供安全可靠的生活用水。在信息時(shí)代,隨著信息網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,水廠自動(dòng)化控制設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)無人值守,技術(shù)人員可以通過計(jì)算機(jī)對(duì)自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)和控制。自動(dòng)控制設(shè)備在水廠的應(yīng)用結(jié)合了自動(dòng)控制設(shè)備的多樣性,隨著自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展,自動(dòng)控制設(shè)備的功能應(yīng)用將更加完善。在水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成中,系統(tǒng)終端起著設(shè)備調(diào)節(jié)和監(jiān)控的作用。自來水廠通常設(shè)置多個(gè)控制站,不同的控制站在制水過程中具有不同的功能。系統(tǒng)終端的運(yùn)行通常是通過多個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào),數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集制水過程中的模擬量,自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)制水過程進(jìn)行全程監(jiān)控,通過自動(dòng)集散控制系統(tǒng)向不同的自動(dòng)控制設(shè)備發(fā)送控制信號(hào),然后對(duì)水廠的情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。在網(wǎng)絡(luò)共享機(jī)制下,自動(dòng)化控制系統(tǒng)不再需要專業(yè)技術(shù)人員定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化,聯(lián)網(wǎng)下的自動(dòng)化控制系統(tǒng)將通過網(wǎng)絡(luò)完成相關(guān)資源的配置和補(bǔ)充。自動(dòng)化和控制系統(tǒng)的結(jié)合支持水廠高效可靠的生產(chǎn),需要協(xié)調(diào)自動(dòng)化應(yīng)用、水需求和能源消耗。
3自動(dòng)控制系統(tǒng)在水廠的應(yīng)用
3.1水廠管理控制系統(tǒng)的集成
水資源的自動(dòng)化生產(chǎn)離不開嚴(yán)格的管理和控制體系,因此一個(gè)符合要求的水廠必須能夠?qū)崿F(xiàn)水資源生產(chǎn)的自動(dòng)化控制和嚴(yán)格的管理。水廠可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源生產(chǎn)的集中控制,通過對(duì)生產(chǎn)信息的嚴(yán)格管理和控制,實(shí)現(xiàn)與其他水廠的資源共享。自來水廠管理系統(tǒng)一般分為三個(gè)層次:設(shè)備層、控制層和管理層。設(shè)備層是指水資源的混凝、沉淀和過濾處理,但也需要收集其他工作場所的監(jiān)測(cè)信息,并將這些信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫;控制層主要用于對(duì)現(xiàn)場和設(shè)備進(jìn)行控制,通常利用機(jī)器和設(shè)備搭建網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),采集數(shù)據(jù)和信息,現(xiàn)場控制中心設(shè)在大廳的核心控制室,可以對(duì)整個(gè)供水廠進(jìn)行控制。管理是控制系統(tǒng)的關(guān)鍵和核心,各水廠的服務(wù)器和客戶端可以結(jié)合并接入Internet,對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)處理。
3.2PLC在水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
PLC系統(tǒng)主要由CPU、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備、數(shù)據(jù)輸入設(shè)備、數(shù)據(jù)輸出設(shè)備、數(shù)字仿真器、電源及部分指令信息組成。水資源的生產(chǎn)是不可替代的、連續(xù)的,水廠的工作系統(tǒng)距離較遠(yuǎn),網(wǎng)絡(luò)設(shè)備復(fù)雜,分散分布復(fù)雜,為結(jié)構(gòu)化文本編程和梯形邏輯的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ),水廠在設(shè)計(jì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)時(shí),通常選用性能提高很強(qiáng)的內(nèi)部處理器。目前,大多數(shù)水廠采用的自動(dòng)控制系統(tǒng)中的生產(chǎn)信息和儀器設(shè)備的參數(shù)都是由PLC系統(tǒng)采集和控制的,自動(dòng)控制系統(tǒng)也采用了人機(jī)界面,有效地保證了自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)于功能問題,核心控制室不僅可以顯示生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行情況、處于工作狀態(tài)的設(shè)備數(shù)量等豐富的內(nèi)容,還可以顯示自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。
3.3加藥自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用
加藥消毒是制水過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),合理應(yīng)用加藥自動(dòng)化控制系統(tǒng),提高加藥的科學(xué)性和合理性。在設(shè)計(jì)加藥自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí),水廠應(yīng)配備三臺(tái)加藥泵,根據(jù)實(shí)際情況確定加藥泵的加藥速度,然后利用信息技術(shù)對(duì)加藥系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制。
3.4氯化自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用
水廠加氯消毒系統(tǒng)主要包括真空加氯系統(tǒng)、氣源系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)和電氣檢測(cè)儀表系統(tǒng)。水廠加氯機(jī)應(yīng)有手動(dòng)或自動(dòng)選擇信號(hào),以便工人知道是選擇手動(dòng)加氯還是自動(dòng)加氯。水廠加氯自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)合理進(jìn)行加氯前的控制設(shè)計(jì)和加氯后的控制設(shè)計(jì)。預(yù)氯化控制在去除水中藻類方面是有效的,因此添加量應(yīng)與進(jìn)水流量成比例。另外,如果制水過程中加氯設(shè)備出現(xiàn)問題,自控系統(tǒng)會(huì)立即提示并使用備用加氯設(shè)備。
4結(jié)語
綜上所述,自動(dòng)控制系統(tǒng)在自來水廠的應(yīng)用不僅可以提高生產(chǎn)質(zhì)量,而且可以提高節(jié)能降耗的效率。另外,自動(dòng)控制系統(tǒng)在水廠的應(yīng)用,能最大限度地實(shí)現(xiàn)對(duì)不同環(huán)節(jié)運(yùn)行過程的有效控制,并能大大提高工作效率,從而大大提高其管理水平,不僅能促進(jìn)節(jié)能降耗,同時(shí)也改善了水質(zhì),滿足了社會(huì)的需要。
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